Zusammen mit dem neuen Prozessorkern ARM hat einen Grafikprozessor vorgestellt, der für mobile Single-Chip-Systeme der nächsten Generation entwickelt wurde. Mali-G77, der nicht mit dem neuen Display-Prozessor verwechselt werden sollte , markiert den Übergang von der ARM-Bifrost-Architektur zu Valhall.
ARM gibt eine deutliche Steigerung der Grafikleistung des Mali-G77 an – 40 % im Vergleich zur aktuellen Generation des Mali-G76. Dies wurde sowohl durch prozesstechnische als auch architektonische Verbesserungen erreicht. Mali-G77 kann 7 bis 16 Kerne haben (eine Skalierung von 1 bis 32 ist in Zukunft möglich), wobei jeder von ihnen fast die gleiche Größe wie der G76 hat. Daher dürften High-End-Smartphones mit der gleichen Anzahl an GPU-Kernen ausgestattet sein.
Bei Spielen können Sie je nach Art der Grafikauslastung mit Leistungssteigerungen zwischen 20 % und 40 % rechnen. Den Ergebnissen des beliebten Manhattan GFXBench-Tests zufolge wird die deutliche Überlegenheit der neuen GPU gegenüber der aktuellen Generation den Konkurrenten Qualcomm dazu zwingen, sich um eine deutliche Verbesserung der Adreno-Grafikleistung zu kümmern.
Allein die neue Mali-G77-Architektur bietet laut ARM eine durchschnittliche Verbesserung der Energieeffizienz oder Leistung um 30 Prozent. Die zweite Generation der Skalararchitektur von ARM Valhall ermöglicht es der GPU, pro CU 16 Anweisungen pro Zyklus parallel auszuführen, verglichen mit acht in Bifrost (Mali-G76). Zu den weiteren Innovationen gehören eine vollständig hardwaregesteuerte dynamische Befehlsplanung und ein völlig neuer Befehlssatz bei gleichzeitiger Wahrung der Abwärtskompatibilität mit Bifrost. Außerdem wurde Unterstützung für das ARM AFBC1.3-Komprimierungsformat und andere Neuerungen hinzugefügt (FP16-Renderziele, mehrschichtiges Rendering und Vertex-Shader-Ausgaben).
Die Bifrost-CU enthielt drei Befehlsausführungs-Engines, von denen jede einen Befehlscache, ein Register und eine Warp-Steuereinheit enthielt. Durch die Verteilung auf diese drei Engines konnten 3 FMA-Befehle mit 24-Bit-Gleitkommagenauigkeit (FP32) ausgeführt werden. In Valhall verfügt jede CU nur über eine Befehlsausführungs-Engine, die auf zwei Rechenmodule aufgeteilt ist, die 32 Warp-Anweisungen pro Takt verarbeiten können, d. h. ein Gesamtdurchsatz von 16 FMA-FP32-Anweisungen pro CU wird bereitgestellt. Dank dieser architektonischen Änderungen kann die Mali-G32 im Vergleich zur Mali-G77 bis zu einem Drittel mehr mathematische Berechnungen in parallelen Berechnungen durchführen.
Darüber hinaus enthält jede dieser CUs zwei neue Mathematik-Funktionsblöcke. Das neue Konvertierungsmodul (CVT) verarbeitet grundlegende Integer-, Boolesche-, Verzweigungs- und Konvertierungsanweisungen. Der Special Function Block (SFU) beschleunigt die Ganzzahlmultiplikation, Division, Quadratwurzel, Logarithmen und andere komplexe Ganzzahlfunktionen.
Es gibt mehrere Einstellungen im Standard-FMA-Block, die 16 FP32-Anweisungen pro Zyklus unterstützen, 32 – FP16 oder 64 – INT8 Punktprodukt. Diese Optimierungen können bei maschinellen Lernanwendungen zu Leistungsverbesserungen von bis zu 60 % führen.
Eine weitere wichtige Änderung im Mali-G77 ist eine Verdoppelung der Leistung der Textur-Engine, die jetzt 4 bilineare Texel pro Takt verarbeitet (im Vergleich zu den beiden vorherigen, 2 trilineare Texel pro Takt), was eine schnellere FP16- und FP32-Filterung ermöglicht.
ARM hat auch eine Reihe weiterer Änderungen vorgenommen, was dazu führte, dass Mali-G77 und Valhall deutliche Leistungsverbesserungen für Gaming- und maschinelle Lernaufgaben versprechen. Es ist wichtig zu beachten, dass Stromverbrauch und Chipfläche auf Bifrost-Niveau gehalten werden, was mobile Geräte mit höherer Spitzenleistung verspricht, ohne die Anforderungen an Stromverbrauch, Wärmeableitung und Größe zu erhöhen.
Source: 3dnews.ru